浅谈无线发射台站供配电系统配置方式

孙宇飞

内蒙古自治区广播电视传输发射中心610台 内蒙古 呼和浩特市 010080

引 言

供配电系统是无线发射台站的重要组成部分，如果发生因停电而停播的事故，将带来无法估量的损失和影响。各类信号传输、传输发射设备配置得再好，都需要有可靠稳定的电源。导致供配电事故发生的主要原因有：供配电系统配置不合理、运行维护管理不善和应急预案不完备。在对供配电系统新建或改建时，应按照台站保障等级，参照《广播电视安全播出管理规定》《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》进行设备选型和系统配置，做到双路电源均到机房内。下面将结合台站实际情况，对供配电系统配置原则、设备配置方式等进行分析。

1 供配电系统配置原则

1.1 系统配置原则

《广播电视安全播出管理规定》明确规定：各省级台站供电系统配置，应从高压外线开始，经过高压系统、低压系统、到工艺设备机房供电系统，始终贯彻双路供电到底的原则。系统配置时应遵循以下原则：

外电应采用来自不同地方的两个或多个变电站提供的电源同时供电。

如果两路外电以互投方式运行，每条供电线路的容量应满足可承担全部负荷容量，并留有余量。

播出工艺负荷与动力负荷的供电应严格分开，应使用不同的变压器分别供电。

变压器容量选择应根据全台用电负荷总功率确定，应为事业发展考虑留有足够的裕度，配电变压器的长期工作负载率不宜大于自身容量的85%。

机房工艺设备应配备大容量UPS和柴油发电机组，以保证在外电全部停电状况下，依靠UPS及柴油发电机组应急供电。

系统配置应简单明了，不使用二选一单节点瓶颈设备。

核心设备应采用故障率低、成熟可靠的品牌。

1.2 系统配置方式

供配电系统典型结构示意图（如图1所示）。该系统由两路10kV供电，两路电源一主一备同时供电，高压母线以单母线分段方式运行，通过主备工艺变压器、主备动力变压器变为380V，为设备供电。主、备变压器均接于不同的母线上，作为低压配电系统的两路输入，低压母线以单母线分段方式运行，分别为主备工艺设备、主备UPS和动力负荷供电。主备变压器分别带各自负荷，运行成本相对经济。当一路外电停电时，另一路外电可带全部负荷，在对任意一路线路检修时，无需全部停电，可在播出的同时对部分线路进行停电检修。

图1 供配电系统典型结构示意图

2 供配电系统设备配置分析

2.1 外部电源

外部电源由供电局220kV或110kV变电站10kV出线间隔引出，通过架空线路或电缆线路提供。近年来，大部分架空线路采用绝缘导线代替之前的裸导线，绝缘导线可以有效避免因雷击、异物搭接及其它意外因素造成的线路短路、接地等情况的发生，可以有效提高供电的安全性和可靠性。

外部电源的配置应考虑到经济和易维护的因素，目前常采用双电源或单电源双回路、电压等级为10kV的供电方式。两路独立电源须同频同相，且每路均可承担全部负荷容量，重要电力用户应尽量避免采用单电源供电方式，应至少保证其中一路为专线，当一路外电发生故障时，另一路不应同时受到损坏。

2.2 高压配电柜

高压配电柜一般具备高压线路的控制、分配、PT计量等功能，常用柜型为KYN系列户内交流金属铠装移开式开关设备，当变压器容量小于1000kVA时，可以采用高压环网柜，环网柜通常采用负荷开关或真空接触器控制线路分合，并配有高压熔断器保护。

KYN系列高压柜主要采用手车式真空开关，开关的触头密封在真空泡内，具有较强的灭弧能力，手车式真空开关配有机械储能装置，可通过手动或直流电压电动分合闸。为保证真空开关寿命，设有分合次数计数器，禁止频繁操作。为了防止高压柜的误操作，必须具备五防功能。

2.3 二次保护系统

高压配电系统的一次设备实现电能的传输，不具备保护功能，必须通过二次微机保护测控装置，通过采样分析、故障报警、保护跳闸等动作，实现对供配电系统的测控、保护、信息监测、报警功能。二次继电保护系统定值应定期校验，防止发生越级跳闸事故。

2.4 电力变压器

各发射台站常用的电力变压器有箱变和台变两种。

箱变又称预装式变电站，由高压室、变压器室、低压室组成。高压室配置有高压进线隔离开关和断路器、电源监测和保护装置，实现对高压进线和变压器的保护。低压室配置有低压进线断路器，电容补偿装置、出线断路器等。箱变一般采用干式变压器，通过自然冷却或强迫空气冷却。箱变每年检修时只需要进行除尘、紧固螺栓、绝缘摇测和耐压试验，可基本实现免维护。

台变常安装于进线杆上，常用油变压器，台变高压侧应配置高压跌落开关，低压侧应安装配电箱，配置出线断路器、计量设备及电容补偿装置，在断电操作时可通过断路器实现，可有效避免操作高压跌落开关的风险，在发生短路或过负荷时出线断路器可保护变压器。

2.5 低压配电柜

低压配电柜主要是由柜体、母带、进线柜、分路出线柜、主进线互投装置、测量装置，电度计量装置、电容无功补偿装置等构成。常用低压配电柜有固定式GGD柜、抽屉式GCK、MNS、GCS柜等，两者相比抽屉式柜节省空间、出线路多、维护方便、造价贵。

低压配电柜进线和母连断路器一般选用框架式万能断路器，断路器容量的配置依据台站内所有负荷的计算电流，要保障全台所有用电设备同时用电的需求，其额定电流一般为计算电流的1.2～1.5倍。各负荷断路器额定电流的选择要根据各用电负荷的额定电流确定，不超过用电负荷额定电流的1.2倍。以保证用电负荷发生故障时，本级断路器可以及时跳闸断电，不会造成越级跳闸从而扩大停电范围。

低压电缆常用交联聚乙烯或聚氯乙烯绝缘电缆，当环境保护有要求时，不得选用聚氯乙烯绝缘电缆。在安全性要求高且鼠害严重的场所，应选用金属包带或钢带铠装绝缘电缆。

2.6 UPS电源

为防止在外电闪落及倒闸切换时瞬间断电，保证播出工艺设备供电不间断，机房应配置在线式UPS应急电源。为防止外电停电造成供电中断，机房应配置柴油发电机组应急供电。

在外电全部停电时，启动发电机需要时间，对于机房内信号源设备、发射机监控制设备以及不允许瞬间闪络断电的负荷应采用UPS供电。UPS电池组后备时间应满足所带负荷工作30分钟以上，严禁其他非播出工艺负荷接入UPS电源系统。UPS应具备电池状态检测、充放电保护功能以及电池自动放电功能，可提高电池运行维护工作效率。

2.7 柴油发电机组

柴油发电机组是工艺供电最后一道应急手段，当双路外电全部停电后，UPS电源一般只能坚持30分钟左右，此时需要立即启动发电机组，投入低压配电系统，为UPS及负载供电，保证播出。

柴油发电机组一般由柴油发动机、发电机、控制系统、启动电池组、油箱等组成，设备分为静音系列、开架系列及拖车系列，静音及拖车系列无需发电机房，静音箱本身设有烟道，可直接安装在户外。发电机组应具备自动和手动启动功能，启动后应在短时间内达到工频频率、额定输出电压，满足全功率输出条件。发电机组的输出开关与低压进线开关必须进行电气或机械互锁，防止倒送电。发电机组额定功率应大于UPS容量，一般是1.2～1.5倍。

结 论

为保证供配电系统安全，首先要解决硬件问题，即供电系统方案的选择科学合理、电气设备选型安全可靠、施工安装品质合格。其次还需要做好系统日常运行和维护保养工作。最后需要制定科学合理的应急预案，做好应急演练。这样，可以提高设备运行质量、延长设备使用寿命、保证操作人员安全，有助于设备长期、可靠、稳定运行，有助于提高广播电视台站电力保障水平，有助于台站安全播出工作的顺利完成。